【2019最新】高中化学专题4硫氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物第3课时学案苏教版必修1

【2019最新】高中化学专题4硫氮和可持续发展第二单元生

产生活中的含氮化合物第3课时学案苏教版必修1

[学习目标定位] 1.掌握硝酸的重要性质和应用。2.了解硝酸的工业制法。3.能依据化合价升降法配平氧化还原反应方程式。 一、硝酸的性质

1．在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量4 mol·L－1的稀硝酸和15 mol·L－1的浓硝酸，立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。

(1)实验现象：反应开始后两支试管中都有气泡产生。加入浓HNO3的试管反应强烈，放出红棕色气体，溶液呈绿色，加水后变成蓝色；加入稀HNO3的试管反应缓慢，放出无色气体，生成蓝色溶液。 (2)结论：浓、稀硝酸都与铜反应，浓HNO3与铜反应生成的气体为NO2；稀HNO3与铜反应生成的气体为NO。 ①铜与浓HNO3反应的化学方程式：

Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O； ②铜与稀HNO3反应的化学方程式：

3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

2．将上述实验中的金属铜换成少量金属铁进行相同的实验，观察发生的现象。

(1)实验现象：加入浓硝酸的试管中，铁片没有明显变化。加入稀硝酸的试管中，有气泡产生，在试管口上方，无色气体变成了红棕色，

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溶液变为棕黄色。

(2)实验结论：Fe在常温下遇到浓HNO3发生钝化现象。稀硝酸与铁反应生成了NO，NO遇空气后又生成了NO2。 (3)反应的化学方程式：

Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(铁不足)，2NO＋O2===2NO2。

3．硝酸能与非金属单质反应，写出下列反应的化学方程式： (1)浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。

(2)浓硝酸将硫氧化成硫酸：S＋6HNO3(浓)===H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。 4．浓HNO3见光易分解，反应的化学方程式为4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。

1.硝酸具有强氧化性

(1)能将大多数金属(如铜等)氧化成高价金属的硝酸盐，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

(2)常温下，浓硝酸能使铁、铝发生钝化，这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下，氧化膜被破坏，从而使反应继续进行。

(3)浓HNO3与非金属反应，还原产物一般是NO2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物或相应的最高价含氧酸。

(4)在中性、碱性溶液里的NO不能表现出强氧化性，而在酸性溶液里的NO能表现出强氧化性，因此，在酸性溶液里NO不能与Fe2＋、I－、S2－、SO等还原性离子大量共存。 2．浓硝酸具有不稳定性

浓HNO3受热或见光容易分解，硝酸越浓，越易分解。硝酸分解有NO2

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产生，溶于硝酸中呈黄色。实验室保存硝酸的方法是保存在棕色瓶里，放置阴凉处。

提醒 (1)金属与HNO3反应不产生H2。

(2)硝酸越稀，还原产物中N元素的化合价越低，如不活泼金属与HNO3反应，浓HNO3被还原为NO2，稀HNO3被还原为NO。

【例1】 在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是( )

A．H2S＋2HNO3===S↓＋2NO2↑＋2H2O B．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O C．4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O

D．3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 答案 D

解析 A中HNO3只表现氧化性；B中HNO3只表现酸性；C中HNO3既表现氧化性，又表现还原性；D中HNO3既表现氧化性，又表现酸性。 【例2】 将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，则下列叙述中正确的是( ) A．反应速率：两者相同

B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 答案 B 解析

A

浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，故Cu与浓硝酸的反应速率快 82由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu＋HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋NO↑33B √ 4＋H2O，可以看出相同质量的铜消耗浓硝酸较多 3 3 / 19

× C D × × 铜与浓硝酸反应生成的NO2是红棕色气体，而与稀硝酸反应生成的NO是无色气体 由于反应中转移的电子数都等于铜失去的电子数，故转移的电子数相等 二、硝酸的工业制法

1．硝酸工业制备的过程，反应原理及主要设备如下：

2．在工业生产中，NO2溶于水生成的NO不会排空，而是再用过量的空气使其氧化为NO2，再被水吸收，经过多次氧化和吸收，NO2可完全转化为HNO3。也就是从理论上讲，NH3中的氮元素完全转化为HNO3中的氮元素。

3．从吸收塔出来的气体中尚有少量NO和NO2，不能直接排放到空气中，以免造成污染。常用碱液(NaOH)来吸收，变废为宝。 (1)NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O； (2)2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。 1.硝酸工业制法流程图

2．氨及其化合物之间的相互转化关系

【例3】 在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是( ) A．使用吸收塔设备 B．使用尾气吸收装置 C．使用H2作原料 D．使用催化剂 答案 D

解析 NH3的工业生产中不使用吸收塔，也不使用尾气吸收装置；H2SO4的工业生产中不使用H2作原料；D正确，有关反应的化学方程式分别为3H2＋N22NH3,4NH3＋5O24NO＋6H2O,2SO2＋O22SO3。 【例4】 下列关于工业制硫酸和硝酸的说法中不正确的是( ) A．工业制硝酸是将NO2溶于水，需要通氧气

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